一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構，包括陽極導電基底以及陽極導電基底上依次層疊設置的有機發(fā)光功能層、陰極和薄膜封裝層；薄膜封裝層包括在陰極上依次層疊設置的氧碳化鍺膜層和無機阻擋層；氧碳化鍺膜層的材質(zhì)為氧碳化鍺化合物;無機阻擋層的材質(zhì)為B2O3:Cl、Al2O3:Cl、Ga2O3:Cl、In2O3:Cl或Tl2O3:Cl。本發(fā)明公開的薄膜封裝層具有很高的致密性，有效地減少了氧氣、水汽等物質(zhì)對有機電致發(fā)光器件內(nèi)有機化合物及電極的侵蝕，從而提高了器件尤其是柔性器件的壽命，使得器件壽命達到了13900小時以上（T701000cd/m2）；本發(fā)明第二方面還提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝方法。
【專利說明】一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構及其封裝方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光器件【技術領域】，尤其涉及一種有機電致發(fā)光器件的封裝 結構及其封裝方法。

【背景技術】
[0002] 目前，有機電致發(fā)光器件（0LED)存在壽命較短的問題，這主要是由于侵入的氧氣 及水汽造成的。一方面，氧氣是淬滅劑，會使發(fā)光量子效率顯著下降，同時，氧氣會與發(fā)光 層發(fā)生氧化作用，生成的羰基化合物也是有效的淬滅劑；另一方面，水汽的影響更顯而易 見，它的主要破壞方式是使得器件內(nèi)的有機化合物發(fā)生水解作用，同時也會與金屬陰極發(fā) 生反應，使其穩(wěn)定性大大下降，從而導致器件失效，降低使用壽命。因此，為了有效抑制 有機電致發(fā)光器件（0LED)在長期工作過程中的退化和失效，以使穩(wěn)定工作達到足夠的壽 命，起密封保護作用的封裝技術就成了解決有機電致發(fā)光器件（0LED)壽命問題的一個突 破點，同時，這對封裝材料的阻隔性提出了極高的要求。
[0003] 常用的有機電致發(fā)光器件（0LED)的封裝技術是在基底上采用蓋板封裝，蓋板封裝 還需用密封膠對蓋板和基底進行密封。密封膠的多孔性使得氧氣和水汽很容易滲入器件內(nèi) 部，因此采用這種封裝方式時一般還需要在器件內(nèi)加入干燥劑。隨著器件內(nèi)的干燥劑吸附 大量的氧氣和水汽，使得干燥劑在短時間內(nèi)失去了吸收能力，導致器件內(nèi)逐漸積聚氧氣和 水汽，從而使得器件的壽命顯著下降；其中通常采用的玻璃蓋板或金屬蓋板為脆性材料，易 產(chǎn)生裂紋，封裝后器件會顯得十分厚重，不適用于柔性器件。因此，如何減少氧氣和水汽對 器件的滲透，提高器件的壽命，尤其是提高柔性器件的壽命已成為當今技術人員所要急切 解決的問題之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明第一方面提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構，即 在陰極表面上設置薄膜封裝層；本發(fā)明提供的薄膜封裝層具有很高的致密性，有效地減少 了外部的氧氣、水汽等活性物質(zhì)對有機電致發(fā)光器件內(nèi)的有機化合物及電極的侵蝕，防水 性能（WVTR)達到了 7. 45X10 -6g/m2 ? day左右，從而對有機電致發(fā)光器件形成了有效的 保護，提高了器件的壽命，尤其是柔性器件的壽命，使得器件的壽命達到了 13900小時以上 〇70@1000Cd/m2);本發(fā)明第二方面還提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝方法，該封裝方 法工藝簡單，易大面積制備，對器件的結構和物理性質(zhì)影響小，制成的膜的厚度、致密性和 均勻性好，同時避免了有害物質(zhì)的污染。
[0005] 第一方面，本發(fā)明提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構，包括陽極導電基底 以及在所述陽極導電基底表面上依次層疊設置的有機發(fā)光功能層、陰極和薄膜封裝層；所 述薄膜封裝層包括在所述陰極表面上依次層疊設置的氧碳化鍺膜層和無機阻擋層；所述 氧碳化鍺膜層的材質(zhì)為氧碳化鍺化合物（GeOxCy，其中0.01 <x彡0. 5,0.01 <y< 1， 0. 5 < x+y < 2);所述無機阻擋層的材質(zhì)為氯摻雜的氧化硼（B203:C1)、氯摻雜的氧化鋁 (A1203:C1)、氯摻雜的氧化鎵（Ga203:Cl)、氯摻雜的氧化銦（In 203:Cl)或氯摻雜的氧化鉈 (T1203:C1)。
[0006] 無機阻擋層的材質(zhì)中摻雜氯，可以提高膜層的致密性，并且還可以通過與外界進 入的水汽形成水合物，阻止水汽進入器件內(nèi)，同時無機阻擋層中氧化物內(nèi)部的氧離子空位 可以捕獲氧氣，因此無機阻擋層具有良好的氧氣與水汽的阻隔能力；氧碳化鍺膜層中的氧 碳化鍺的分子結構同時具有無機和有機的功能基團，使得氧碳化鍺化合物具有無機物的高 阻隔性以及有機物的粘連性和柔韌性，可以提高無機阻擋層的阻隔性的同時，還可以改善 無機阻擋層的粘附性，并且還可以有效地減小膜層之間的應力。
[0007] 優(yōu)選地，所述氧碳化鍺膜層的厚度為200nm?300nm。
[0008] 優(yōu)選地，所述無機阻擋層的厚度為15nm?20nm。
[0009] 優(yōu)選地，所述氧碳化鍺膜層和所述無機阻擋層形成一個封裝單元，所述薄膜封裝 層由3?5個所述封裝單元層疊而成。
[0010] 薄膜封裝層包括多個由氧碳化鍺膜層和無機阻擋層組成的封裝單元，增加了無機 阻擋層中針孔的平均長度，氧碳化鍺也更有效地填補了無機阻擋層中的針孔，因此降低了 針孔對于封裝的影響，使得薄膜封裝層具有了很高的致密性，更有效地提高了薄膜封裝層 的阻隔性。
[0011] 優(yōu)選地，所述陽極導電基底為導電玻璃基底、導電金屬基底或導電塑料基底。
[0012] 更優(yōu)選地，所述導電玻璃基底的材料為銦錫氧化物（IT0)、鋁鋅氧化物（AZ0)或銦 鋅氧化物（IZ0);
[0013] 所述導電塑料基底的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚砜醚（PES)、聚對萘 二甲酸乙二醇酯（PEN)或聚酰亞胺（PI)。
[0014] 薄膜封裝層可以對剛性基底(玻璃基底、金屬基底）和柔性基底(塑料基底)，尤其 是對柔性基底進行封裝，這是因為薄膜封裝層中的氧碳化鍺膜層的柔韌性可以實現(xiàn)柔性器 件的可曲折性，從而可以對柔性器件形成有效的保護。
[0015] 優(yōu)選地，所述有機發(fā)光功能層包括發(fā)光層，以及包括空穴注入層、空穴傳輸層、電 子傳輸層和電子注入層中的至少一種；
[0016] 空穴注入層采用行業(yè)內(nèi)常用材料，優(yōu)選為N，N'_二苯基-N，N'-二（1-萘 基）_1，1'-聯(lián)苯 _4,4'_二胺（NPB)和摻雜在 N，N'_二苯基-N，N'_二（1-萘基）-1，1'-聯(lián) 苯-4, 4' -二胺（NPB)中的三氧化鑰（M〇03);
[0017] 空穴傳輸層采用行業(yè)內(nèi)常用材料，優(yōu)選為4, 4'，4''-三(咔唑-9-基）三苯胺 (TCTA)；
[0018] 發(fā)光層采用行業(yè)內(nèi)常用材料，優(yōu)選地，主體材料為1，3,5_三（1-苯基-1H-苯并咪 唑-2-基）苯（TPBI)，客體材料為三（2-苯基吡啶）合銥[Ir(ppy)3];
[0019] 電子傳輸層采用行業(yè)內(nèi)常用材料，優(yōu)選為4, 7-二苯基-1，10-菲羅啉（Bphen);
[0020] 電子注入層采用行業(yè)內(nèi)常用材料，優(yōu)選為4, 7-二苯基-1，10-菲羅啉（Bphen)和 摻雜在4, 7-二苯基-1，10-菲羅啉（Bphen)中的疊氮化銫（CsN3);
[0021] 陰極可以為非透明金屬陰極(鋁、銀、金等)，也可以為透明陰極(介質(zhì)層夾雜金屬 層形成的介質(zhì)層/金屬層/介質(zhì)層結構等)。
[0022] 優(yōu)選地，陰極的材質(zhì)為鋁（A1)、銀（Ag)、金（Au)。
[0023] 優(yōu)選地，陰極的材質(zhì)為氧化銦錫（ITO) /銀（Ag)/氧化銦錫（IT0)或硫化鋅（ZnS) /銀（Ag)/硫化鋅（ZnS)形成的夾層結構。
[0024] 第二方面，本發(fā)明還提供了一種有機電致發(fā)光器件的封裝方法，包括如下步驟：
[0025] (1)首先在潔凈的導電基底上制備有機電致發(fā)光器件的陽極圖形形成陽極導電 基底，然后采用真空蒸鍍的方法在所述陽極導電基底表面上依次制備有機發(fā)光功能層和陰 極；
[0026] (2)在所述陰極表面上制備薄膜封裝層，所述薄膜封裝層包括在所述陰極上依次 層疊設置的氧碳化鍺膜層和無機阻擋層，制備方法如下：
[0027] a)氧碳化鍺膜層的制備：采用等離子體增強化學氣相沉積法（PECVD)在所述陰 極表面上制備氧碳化鍺膜層，工作壓強為l〇Pa?80Pa，沉積溫度為30°C?60°C，射頻功 率為0. lW/cm2?lW/cm2 ;所述氧碳化鍺膜層的材質(zhì)為氧碳化鍺化合物（GeOxCy，其中0. 01 < x < 0. 5,0. 01 < y < 1,0. 5 < x+y < 2);所述沉積氧碳化鍺膜層的過程中采用的氣源 為六甲基二鍺氧烷（HMDG0)、四甲基鍺烷（TMG)和四乙氧基鍺烷（TE0G)中的一種以及一氧 化二氮（N20)，載入氣體為氬氣（Ar);所述六甲基二鍺氧烷（HMDG0)、所述四甲基鍺烷（TMG) 和所述四乙氧基鍺烷（TE0G)的流量均為20sccm?25sccm，所述一氧化二氮（N20)和所述氬 氣（Ar)的流量均為20sccm?50sccm，所述一氧化二氮（N20)、氦氣（Ar)混合氣體的流量為 20sccm?50sccm，所述一氧化二氮（N20)的流量與所述一氧化二氮（N20)、氦氣（Ar)混合氣 體流量的比值為R，R值為40%?60% ;所述六甲基二鍺氧烷（HMDG0)、四甲基鍺烷（TMG)和 四乙氧基鍺烷（TE0G)的結構式分別如下Pi、P2、P3所示：
[0028]

【權利要求】
1. 一種有機電致發(fā)光器件的封裝結構，包括陽極導電基底以及在所述陽極導電基底表 面上依次層疊設置的有機發(fā)光功能層、陰極和薄膜封裝層，其特征在于，所述薄膜封裝層包 括在所述陰極表面上依次層疊設置的氧碳化鍺膜層和無機阻擋層；所述氧碳化鍺膜層的材 質(zhì)為氧碳化鍺化合物；所述無機阻擋層的材質(zhì)為氯摻雜的氧化硼、氯摻雜的氧化鋁、氯摻 雜的氧化鎵、氯摻雜的氧化銦或氯摻雜的氧化鉈。
2. 根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結構，其特征在于，所述氧碳化鍺 膜層的厚度為200nm?300nm。
3. 根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結構，其特征在于，所述無機阻擋 層的厚度為15nm?20nm。
4. 根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結構，其特征在于，所述氧碳化鍺 膜層和所述無機阻擋層形成一個封裝單元，所述薄膜封裝層由3?5個所述封裝單元層疊 而成。
5. 根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結構，其特征在于，所述陽極導電 基底為導電玻璃基底、導電金屬基底或導電塑料基底。
6. 根據(jù)權利要求1所述的有機電致發(fā)光器件的封裝結構，其特征在于，所述有機發(fā)光 功能層包括發(fā)光層，以及包括空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和電子注入層中的至少 一種。
7. -種有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 首先在潔凈的導電基底表面上制備有機電致發(fā)光器件的陽極圖形形成陽極導電 基底，然后采用真空蒸鍍的方法在所述陽極導電基底表面上依次制備有機發(fā)光功能層和陰 極； (2) 在所述陰極表面上制備薄膜封裝層，所述薄膜封裝層包括在所述陰極上依次層疊 設置的氧碳化鍺膜層和無機阻擋層，制備方法如下： a)氧碳化鍺膜層的制備：采用等離子體增強化學氣相沉積法在所述陰極表面上制 備氧碳化鍺膜層，工作壓強為l〇Pa?80Pa，沉積溫度為30°C?60°C，射頻功率為0. 1W/ cm2?lW/cm2 ;所述氧碳化鍺膜層的材質(zhì)為氧碳化鍺化合物；所述沉積氧碳化鍺膜層的過程 中采用的氣源為六甲基二鍺氧烷、四甲基鍺烷和四乙氧基鍺烷中的一種以及一氧化二氮， 載入氣體為氬氣；所述六甲基二鍺氧烷、所述四甲基鍺烷和所述四乙氧基鍺烷的流量均為 20sccm?25sccm，所述一氧化二氮、氦氣混合氣體的流量為20sccm?50sccm，所述一氧化 二氮的流量與所述一氧化二氮、氬氣混合氣體流量的比值為R，R值為40%?60% ; b) 無機阻擋層的制備：采用原子層沉積法在所述氧碳化鍺膜層表面上制備無機阻擋 層，工作壓強為l〇Pa?80Pa，沉積溫度為40°C?60°C;所述無機阻擋層的材質(zhì)為氯摻雜的 氧化硼、氯摻雜的氧化鋁、氯摻雜的氧化鎵、氯摻雜的氧化銦或氯摻雜的氧化鉈，所述沉積 無機阻擋層的過程中采用的前驅體為三氯甲基硼、三氯甲基鋁、三氯甲基鎵、三氯甲基銦或 三氯甲基鉈中的一種三氯甲基物和水蒸氣；所述三氯甲基物和所述水蒸氣的注入時間均為 10ms?20ms，注入所述胺基物與注入所述水蒸氣之間間隔5s?10s注入氮氣作為凈化氣 體；所述三氯甲基物、所述水蒸氣和所述氮氣的流量均為lOsccm?20sccm。
8. 根據(jù)權利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，所述氧碳化鍺 膜層的厚度為200nm?300nm。
9. 根據(jù)權利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，所述無機阻擋 層的厚度為15nm?20nm。
10. 根據(jù)權利要求7所述的有機電致發(fā)光器件的封裝方法，其特征在于，在所述步驟 (b)后采用和步驟（a)相同的方法和材料在所述無機阻擋層上制備氧碳化鍺膜層，再在所述 氧碳化鍺膜層上采用和步驟（b)相同的方法和材料制備無機阻擋層，所述氧碳化鍺膜層和 所述無機阻擋層形成一個封裝單元，制備得到由3?5個所述封裝單元重復形成的薄膜封 裝層。
【文檔編號】H01L51/56GK104518159SQ201310455093
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】周明杰, 鐘鐵濤, 王平, 張振華 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司